改善可成形性和抗腐蚀性的铝-铜-锂合金板材的转变方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及侣-铜-裡合金产品，更具体而言，设及运类产品、其制造方法和用途， 特别是用于航空和航天工程的用途。
【背景技术】
[0002] 开发了由侣合金制成的社制产品，W便生产特别是用于航空工业和航天工业的高 强度部件。
[0003] 在运方面，非常令人感兴趣的是含裡的侣合金，因为相对于所添加的每重量百分 比的裡而言，裡可使侣的密度降低3%并可使弹性模量提高6%。
[0004] 专利US 5,032,359记载了一大类侣-铜-裡合金，其中儀和银的添加，特别是在0.3 至0.5重量％之间的儀和银的添加，可使其机械强度提高。
[0005] 专利US 5，455,003记载了一种制造 Al-化-Li合金的方法，所述合金特别是由于合 适的应变硬化(自crouissage)和回火(revenu)而在低溫下具有提高的机械强度和初性。该 专利特别建议的组成为：W重量百分比计，Cu = 3.0-4.5、Li = 0.7-l.l、Ag = 0-0.6、Mg = 0.3-0.6 和化=0-0.75。
[0006] 专利US 7,438,772记载了包含W下组分的合金：W重量百分比计，Cu:3-5、Mg: 0.5-2、Li:0.01-0.9。
[0007] 专利US 7,229,509记载了一种包含W下组分的合金（重量％):(2.5-5.5)Cu、 (0.1-2.5)Li、（0.2-1.0)Mg、（0.2-0.8)Ag、（0.2-0.8)Mn、最多0.4的Zr或细化晶粒的其他试 剂如 Cr、Ti、Hf、Sc、V。
[000引美国专利申请US 2009/142222 Al记载了包含W下组分的合金（W重量％计）：3.4 至 4.2%的01、0.9至1.4%的^、0.3至0.7%的4邑、0.1至0.6%的]\%、0.2至0.8%的化、0.1至 0.6 %的Mn和0.01至0.6 %的至少一种用于控制晶粒结构的元素。该申请还记载了一种制造 挤出产品的方法。
[0009]专利EP 1，966,402描述了一种具有基本上再结晶结构的用于机身板材的不含有 错的合金，其包含重量％计）：（2.1-2.8)加、（1.1-1.7化1、（0.2-0.6)1邑、（0.1-0.8)八邑、 (0.2-0.6)Mn。T8状态中获得的产品无法显著成形，特别是L和LT方向上的Rm/Rpo. 2比小于 1.2。
[0010]专利EP 1，891，247记载了一种用于机身板材的合金，其包含m重量％计）：（3.0- 3.4)加、（0.8-1.2化1、（0.2-0.6)]\%、（0.2-0.5)4邑和至少一种选自2'、]\111、〇、8。、册和1'1中 的元素，其中铜和裡的含量满足条件化巧/3Li巧.2 J8状态中获得的产品无法显著成形，特 另鳩L和LT方向上的Rm/Rpo.2比小于1.2。此外，观察到与初性有关的通过Kahn试验测量的断 裂总能量随着变形而降低且在对于6%的变形所述降低更显著，其引起获得高初性的问题， 而不管成形过程中局部变形率如何。
[0011]专利EP 1045043记载了一种通过结合最佳化学组成和特定的制造方法而制造由 AA2024型合金形成的部件、特别是高度变形的部件的方法，所述方法可使所述部件尽可能 地避免在成形板材上进行固溶热处理。
[0012] 在发表于Aluminum-Lithium Alloys. VoI. III ；Williamsburg,Virginia；USA； 27-3謹日'.1989.(1989年3月27日）的口1。1?5邮，11?;胎油日11111，尸山1^日叫日11，1'1;紅日1116'，1^8 的文章"M-(4.5-6.3)Cu-I.：3Li-0.4Ag-0.4Mg-0.14Zr Alloy Weldalite 049"中，记 载了用于运些高铜含量的合金的各种热处理。
[0013] 为了使运些合金能够选用于航空器中，其性能相对于其他商业性质而言必须达到 常用合金的性能，特别是在静态机械强度的性质（弹性极限，抗断裂性)与损伤容限的性质 (初性，抗疲劳裂纹扩展性)之间的平衡方面，因为运些产品通常是矛盾的。一直在探寻改进 机械强度与损伤容限之间的平衡。此外，其必须具有足够的抗腐蚀性，无论是在最终使用状 态中还是在制造过程中的中间状态中。
[0014] 由Al-Cu-Li合金制成的薄板材，特别是厚度在0.5至IOmm之间的那些薄板材的另 一重要性质是成形的能力。运些板材特别地用于制造具有总体复杂=维形状的飞机机身元 件或火箭元件。为了降低制造成本，航空器制造商试图使板材成形步骤数最小，并且试图使 用可使用简短的转变方法(即包含尽可能少的单个步骤)廉价地制造的板材。
[0015] 对于制造机身面板而言，已知有几种方法。为了使成形过程中的变形低，通常使其 小于4%，可在熟泽状态(自tat tremp自mfiri)(小应变硬化状态"T3"，或叮4")中获得板材， 并在该状态中使板材成形。
[0016] 然而，在大多数情况下，所追求的变形是显著的，局部为至少5%或6%。此外，航空 器制造商的现行实践通常是:根据所需厚度在粗状态(自化t brut)(标准EN 515的甲'状态） 中、在熟泽状态（"T3"或"T4"状态）、甚至在退火状态(自tat recuitK"炉状态）中获得热社 板材或冷社板材，使其经受固溶热处理随后进行泽火，然后使其在冷泽（"W"状态）中成形， 最后使其经受自然时效或人工时效，W获得所需的机械特性。
[0017] 在另一实践中，在0状态中，或甚至T3、T4状态中或在F状态中使用板材，由该状态 进行第一成形操作，并且在固溶热处理和泽火之后进行第二成形操作。特别是当在所需的 成形太显著而无法在W状态的单一操作中进行，但可在始于0状态的两阶段中进行时使用该 替代方案。另外，状态0中的板材随时间保持稳定且更易于转变。然而，制造0状态中的板材 需要对社制粗板材进行最终退火，并因此通常需要额外的制造步骤，W及还需要对成形产 品的固溶热处理和泽火，运有惇于本发明的简化的目标。
[0018] T8状态中的具有复杂结构的元件的成形受限于不能非常显著地成形，因为该状态 中的伸长率和Rm/Rp〇.2比值太低。
[0019] 要注意的是，一旦所述部件已成形，特别是作为机身元件，必须获得在性质平衡方 面的最佳性质，因为正是成形部件应当特别是在损伤容限方面具有良好的表现才能避免机 身元件的过于频繁的修理。一般认为，固溶热处理和泽火之后的强烈的变形会导致机械强 度提高，但导致初性急剧下降。
[0020] 另外，交付给航空器制造商的板材可能会在成形或经受回火之前储存一段有时是 相当长的时间。因此，适当的是应防止运些板材对腐蚀敏感，W特别地简化储存条件。
[0021] 需要运样一种简化的制造方法，该方法能使由侣-铜-裡合金制成的社制产品成形 W经济地获得特别是机身元件，但仍然获得令人满意的机械特性，其中所述产品在成形之 前具有高的抗腐蚀性。
【发明内容】
[0022] 本发明的第一目的是一种制造侣合金基社制产品的方法，所述产品特别是用于航 空工业，其中依次地：
[0023] a)制备侣基液态金属浴，其包含:2.1至3.9重量％的化、0.6至2.0重量％的^、0.1 至1.0重量％的1旨、0至0.6重量％的4旨、0至1重量％的化、总量为至多0.20重量％的。6和Si， 至少一种选自2'、111、吐、5(3、册和1'1的元素，如果被选择，则所述元素的量为：&为0.05至 0.18重量％、Mn为0.1至0.6重量％、Cr为0.05至0.3%重量％、Sc为0.02至0.2重量％、Hf为 0.05至0.5重量％、Ti为0.01至0.15重量％，其他元素各自至多0.05重量％且总计至多0.15 重量％，其余部分为侣；
[0024] b)使用所述液态金属浴铸造社制板巧；
[0025] C)任选地，将所述社制板巧匀质化；
[0026] d)将所述社制板巧热社和任选地冷社成厚度在0